并发工具类and如何使用线程池

1.CountDownLatch：可以实现线程计数，阻塞后续线程

CountDownLatch类位于java.util.concurrent包下，利用它可以实现类似计数器的功能。比如有一个任务A，它要等待其他4个任务执行完毕之后才能执行，此时就可以利用CountDownLatch来实现这种功能了。
countDown()实现计数器-1
await()等待拦截方法，等待计数器为0时再放行，否则则一直阻塞
getCount()获取当前计数器中计数数量

案例：

/**
 * 等待子线程全部执行完毕之后再执行主线程内容
 * @param args
 */
private static CountDownLatch countDownLatch=new CountDownLatch(2);
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
	System.out.println("======主线程开始运行=====");
	//第一个子线程
	new Thread(()->{
		System.out.println("子线程"+Thread.currentThread().getName()+"开始运行~");
		//线程数量-1操作，通知该线程运行完毕
		countDownLatch.countDown();
	}).start();

	//第二个子线程
	new Thread(()->{
		System.out.println("子线程"+Thread.currentThread().getName()+"开始运行~");
		//线程数量-1操作，通知该线程运行完毕
		countDownLatch.countDown();
	}).start();

	//等待，等待计数器中线程计数为0时才继续向下执行
	countDownLatch.await();
	System.out.println("子线程执行完毕，主线程继续执行");



	//获取当前计数线程数量
	/*while (true){
		if(countDownLatch.getCount()==0){
			System.out.println("子线程执行完毕，主线程继续执行");
			break;
		}
	}*/
}

2.CyclicBarrier：类似于栅栏，进行拦截，等待所有线程都准备，然后统一放行，阻塞当前线程

//设置等待线程数量，当线程数量到达指定数量时，统一向下运行
private static CyclicBarrier cyclicBarrier=new CyclicBarrier(10);
public static void main(String[] args) {
//创建10个线程
for (int i = 1; i <=10 ; i++) {
	new Thread(()->{
		try {
			Thread.sleep(100);
			System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"准备就绪");
			//等待
			cyclicBarrier.await();
		} catch (InterruptedException | BrokenBarrierException e) {
			e.printStackTrace();
		}
		System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"开始比赛~");
	}).start();
}
}

3.Semaphore：可以做资源控制，容器中有几个资源，那么线程执行时先申

请资源，资源如果可用则继续执行，如果资源不可用则阻塞等待
当资源占用完毕之后将该资源释放，其他线程排队占用

private static Semaphore semaphore=new Semaphore(3);
public static void main(String[] args) {
	for (int i = 1; i <=10 ; i++) {
		new Thread(()->{
			try {
				//申请资源,发生阻塞
				System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"申请茅坑~");
				semaphore.acquire();
				System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"可以安心上厕所了");
				//模拟上厕所时间
				Thread.sleep(1000);
				System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"舒服，上完了~");
				//释放资源
				semaphore.release();
			} catch (InterruptedException e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}).start();
	}
}

4.Exchanger：可以执行线程的资源交换，线程数量必须为偶数，因为是两两相互交换资源，如果不是偶数默认情况下导致阻塞，可以设置交换资源超时时间

public class ExchangerDemo {
private static String str1="资源1";
private static String str2="资源2";
//构建资源交换对象
private static Exchanger<String> stringExchanger=new Exchanger<>();
public static void main(String[] args) {
	//第一个线程
	new Thread(()->{
		System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"初始占用资源："+str1);
		//资源交换，将资源交给其他线程和获取到其他线程交换过来的资源
		try {
			String newStr = stringExchanger.exchange(str1);
			System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"交换资源："+newStr);
		} catch (InterruptedException e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}).start();

	//第二个线程
	new Thread(()->{
		System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"初始占用资源："+str2);
		//资源交换，将资源交给其他线程和获取到其他线程交换过来的资源
		try {
			String newStr = stringExchanger.exchange(str2);
			System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"交换资源："+newStr);
		} catch (InterruptedException e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}).start();

	//第三个线程
	new Thread(()->{
		System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"初始占用资源："+str2);
		//资源交换，将资源交给其他线程和获取到其他线程交换过来的资源
		try {
			//设置资源交换超时时间
			String newStr = stringExchanger.exchange(str2,1000, TimeUnit.MILLISECONDS);
			System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"交换资源："+newStr);
		} catch (InterruptedException | TimeoutException e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}).start();
}
}

2.线程池

类似于一个池子，可以存放/管理线程

1.使用线程池的好处
第一：降低资源消耗。通过重复利用已创建的线程降低线程创建和销毁造成的消耗。
第二：提高响应速度。当任务到达时，任务可以不需要等到线程创建就能立即执行。
第三：提高线程的可管理性

2.如何使用线程池
2.1线程池分类
线程池顶级类ThreadPoolExecutor最终实现Executor接口，在JUC包下，通过Executors类可以创建不同类型的线程池，分类如下
1.newScheduledThreadPool 定时任务线程池，可以设置任务时间
2.newFixedThreadPool 定长线程池
3.newSingleThreadExecutor 利用的是单线程，单线程处理任务，一般不用
4.newCachedThreadPool 带缓存的线程池
2.2 构建线程池
1.newCachedThreadPool线程池，可缓存，可以重复利用

//构建一个线程池，可以重复利用线程
ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
for (int i = 1; i <=10 ; i++) {
//创建线程池
executorService.execute(()->{
System.out.println("创建线程池"+Thread.currentThread().getName());
});
}

2.newFixedThreadPool创建一个固定线程数量的线程池

	//构建线程池对象
	ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(3);
	for (int i = 0; i < 10; i++) {
		//创建线程
		executorService.execute(()->{
			System.out.println("创建线程："+Thread.currentThread().getName());
		});
	}
3.newScheduledThreadPool
	//创建一个线程池
	ScheduledExecutorService scheduledExecutorService = Executors.newScheduledThreadPool(3);
	for (int i = 0; i < 10; i++) {
		scheduledExecutorService.schedule(()->{
			System.out.println("创建线程："+Thread.currentThread().getName());
		},1000, TimeUnit.MILLISECONDS);
	}
4.newSingleThreadExecutor单线程池
	//创建一个线程池
	ExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadExecutor();
	for (int i = 0; i < 10; i++) {
		executorService.execute(()->{
			System.out.println("创建线程："+Thread.currentThread().getName());
		});
	}

3.所有的线程池分类底层调用的都是ThreadPoolExecutor()构造方法，该构造方法中每一个参数含义

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,int maximumPoolSize,long keepAliveTime,TimeUnit unit,BlockingQueue<Runnable> workQueue)

1.corePoolSize代表核心线程池大小，当有任务时，会创建对应线程处理对应任务，当线程到达一定数量后，则会缓存到队列当中，不会再次创建新的线程
2.maximumPoolSize： 线程池最大线程数，它表示在线程池中最多能创建多少个线程
3.keepAliveTime： 表示线程没有任务执行时最多保持多久时间会终止。
4.unit： 参数keepAliveTime的时间单位，有7种取值，在TimeUnit类中有7种静态属性

4.如何确定线程池中创建线程数量

考虑CPU密集和IO密集，如果不考虑IO情况下，一般是处理器数量+1，如果考虑IO，则处理器*2